臨床落地加速，中國方案領跑腦機接口視覺重建

國內腦機接口行業正在從專注前沿技術探索的發展初期過渡至聚焦臨床價值驗證的新階段。

一方面，經過數年發展，國內腦機接口已取得重大技術突破，亟須在真實的臨床場景中證明其價值并完成商業化閉環。與此同時，國內醫院也掀起了腦機接口的應用浪潮并逐步構建起了涵蓋華北、華中、西南、華南及華東地區的腦機接口全國性臨床網絡。

另一方面，從今年3月國家醫保局首次設立“侵入式腦機接口置入費”“侵入式腦機接口取出費”和“非侵入式腦機接口適配費”到11月17日北京《關于調整規范中醫類（灸法、拔罐、推拿）等醫療服務價格項目的通知》特別新增腦機接口收費條目，再到11月26日，華中科技大學同濟醫院成功開展全國首例“醫保價”腦機接口手術，針對腦機接口落地臨床的支付問題，我國已前瞻性地制定了相關標準并已開展落地實踐。這為腦機接口的臨床落地奠定了堅實的政策基礎。

在聚焦臨床落地的過程中，尋找到精準且支持大規模臨床驗證的優質場景至關重要。而在今年，一個臨床應用場景頻頻引發關注，先是Neuralink官宣盲視項目為未來三年發展重點，再是明視腦機宣布完成全球首例“復雜圖形+多種顏色”的視覺重建IIT實驗，成功實現視覺重建從簡單光點到復雜圖形甚至色彩感知的跨越……視覺重建成為2025年腦機接口的熱議話題。

那么，為什么視覺重建會成為國內外知名腦機接口企業的優選落地場景？國內腦機接口視覺重建方案的亮點和成效又是怎樣的？借由近期明視腦機IIT成果的發布，動脈網訪談了明視腦機創始人劉冰博士，以期獲得答案。

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臨床需求迫切、臨床終點明確，視覺重建成腦機接口臨床落地優質場景

視覺重建，旨在修復或替代受損的視覺通路功能，讓視覺障礙患者恢復基礎的視覺感知或讓正常視覺者獲得超常規視覺能力。

需要強調的是，明視腦機的視覺重建方案旨在恢復患者的功能性視覺，即幫助患者重建基于視覺的相關能力：其一是能夠獨立避開家具、門檻、車輛、行人等物體獨立安全地行走；其二是能夠識別并抓取物體；其三是能夠獲取物/人體基礎信息，例如識別大號的文字標簽、交通信號燈顏色以及親人面部輪廓等。

明確的臨床終點和龐大的臨床需求是功能性視覺重建成為國內外腦機接口關注的主要原因。功能性視覺重建的評價標準較為明確，患者能看見和識別物體即為主要評價標準。與此同時，國內約1731萬的視覺障礙群體又為開展大規模臨床價值驗證奠定了堅實基礎。而在此基礎上，腦機接口在功能性視覺重建方面的技術優勢也是腦機接口企業投身其中的原因之一。

除基于腦機接口技術開展視覺重建外，功能性視覺重建的另一主要方式為通過視網膜進行光電轉換，利用電刺激替代視網膜進行光電轉換過程進而實現功能性視覺重建。但視網膜刺激重建有三大局限：其一是適應癥有限，青光眼晚期患者、視神經受損患者以及摘除眼球患者無法適用該方式；其二是重建質量有限。原因在于，由于視網膜物理空間有限，因此可植入的電極通道數較少，進而導致重建質量較低且只能感知黑白圖像；其三是手術難度極大，對臨床醫生操作要求較高。

而基于腦機接口技術開展的功能性視覺重建，則可“規避”這些問題。首先，在適應癥方面，因腦機接口是直接對視覺皮層進行電刺激，因此理論上可適用于視網膜、視神經等嚴重病變導致全盲的患者的視覺重建，從而可極大地拓展適應癥范圍；其次，不同于簡單的光感，腦機接口通過電刺激模式化生成的“光幻視”可形成更具功能性的“人工視覺”，例如識別門窗、障礙物等；最后，明視腦機所采用的柔性電極及超聲手術擠孔植入方式，不僅安全性更佳、手術損傷更小，手術門檻也在一定程度上被降低，神經外科醫生均可開展。這為后續的術式推廣提供了極大的便利。

那么，基于腦機接口技術，明視腦機究竟形成了怎樣的視覺重建方案？

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人體智能與機器智能共同進化，“腦機雙學習”系統讓視覺重建精度更高、效果更優

明視腦機的視覺重建方案主要包含智能視覺采集系統、視頻處理單元（VPU）、柔性電極陣列以及腦機雙學習系統。

在重建過程中，患者會佩戴一副集成了微型攝像頭的智能眼鏡，其所拍攝到的畫面會即刻傳送至視頻處理單元（VPU）。爾后，腦機接口視覺重建的第一大關鍵挑戰開啟——如何將圖像信息轉化為大腦可理解的“電語言”？

為此，明視腦機開發了完整的視覺信息特征提取與編碼解決方案，并創新性地將仿生視覺拓撲模型與深度學習相結合，開發出了自適應多模態刺激算法。該算法構建了包含20種常見場景模型的視覺提示體系，能夠根據不同環境需求智能選擇最優的刺激策略。基于此，明視腦機視頻處理單元（VPU）可瞬間識別圖像關鍵信息，例如桌子邊緣、門框位置等，并可將這些信息形成指令傳遞至視覺皮層。

而腦機接口視覺重建的第二大關鍵關卡也隨之開啟——如何執行指令？并且，進一步來看，這一關卡還可細分為“如何更安全地開展刺激”以及“如何更精準地開展刺激”。

其中，為實現更安全的視覺重建，明視腦機采用了柔性電極陣列。該電極陣列由厚度僅數十微米的超薄柔性材料制成，電極間距亦可達到微米級精度且可根據刺激區域需求提供數十到上千個刺激通道的支持。

當指令到達柔性電極陣列后，其會用極其微弱的電流精準動態地刺激特定位置的視覺皮層神經元。這些被刺激的神經元會活躍起來，讓患者“看到”一個個光點（即“光幻視”）。通過控制不同電極的開關，這些光點就能組合成簡單的形狀、輪廓，甚至不同的顏色。這就好比直接在大腦的“屏幕”上，用光點“畫”出了一幅圖像。

至于“如何更精準地開展刺激”，則更是明視腦機視覺重建方案的“重頭戲”。而這與明視腦機自研的“腦機雙學習系統”息息相關。

傳統腦機接口在醫療健康的應用，多數是單向指令的灌輸，但視覺重建需要大腦能“理解”這些外來信號。具體來看，當第一次向大腦輸入“字母A”的信號時，患者可能只“看到”一團模糊的光點，即并未達到更高精度、更高質量的視覺重建。若此時系統能“讀取”到患者的大腦神經反饋，則可動態調整和優化后續的刺激信號。“這其實是構建了一個‘刺激-反饋-動態調整’的閉環系統，從而能夠使視覺重建的精度更高、效果更好、個性化程度更高。”訪談中，劉冰博士如是說道。

不僅如此，由于人類大腦也具備學習進化功能，當某種特定的感知模式持續出現時，大腦的神經可塑性也將會被激活，進而會主動調整和解釋刺激信號，因而需要持續“讀取”大腦的神經反饋，并及時調整刺激策略，給予最為適配的刺激方案。

“這其實是機器智能與人體智能兩個‘主體’之間持續、雙向的互相學習與共同進化。”劉冰博士表示，“這種互相學習和共同進化機制不僅使得視覺重建的效率更高，更使得視覺重建的質量和精度更高、穩定性也更好。”

據明視腦機官方消息，其IIT試驗在視覺重建的穩定性、復雜視覺信息感知的準確性和豐富顏色感知等維度達到了國際領先水平。該試驗的成功不僅進一步驗證了基于腦機接口開展視覺重建的可行性，也為未來使用“腦機雙學習”系統實現快速、穩定、準確的視覺重建打下了堅實基礎。

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未來業務版圖，不止視覺重建

誠然，IIT試驗的成功開展是明視腦機基于腦機接口技術開展功能性視覺重建的階段性成果。

在未來2年內，其將持續聚焦視覺重建的技術深化與臨床試驗，在已成功的IIT試驗基礎上，擴大受試者規模，優化硬件性能，進行軟硬件型檢，啟動正式臨床試驗；而在3—5年內，其將實現首代產品的商業化落地，并建立一整套包括手術、設備調試、康復訓練在內的醫療服務體系。與此同時，明視腦機還將基于臨床反饋，迭代開發更先進、更小型化、更智能的產品。

文章的最后，我們還需指出的是，“腦機雙學習”系統對明視腦機的賦能，并不僅僅局限于視覺重建領域。其在視覺重建所形成的完整閉環—即同時實現神經信號的精準解讀與復雜信息的有效編碼反饋，為其技術平臺的延展奠定了堅實基礎。

因此，在更為久遠的未來，基于“腦機雙學習”系統在視覺重建領域的積累，明視腦機可將其拓展至具身反饋的運動功能重建、精準神經調控等更廣闊的應用場景，從而形成一個以視覺重建為核心、輻射多領域的腦機接口底層技術平臺。

“在這一過程中，我們期待與產業各方積極對話，深度協同，共同探索中國腦機接口的創新發展之路。”劉冰博士總結道。

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